תרגול חוזר משפר את זיכרון העבודה ומשנה את מסלולי המוח

מחקר חדש של UCLA Health מצא כי תרגול חוזר לא רק מסייע בשיפור מיומנויות, אלא גם מוביל לשינויים משמעותיים במסלולי הזיכרון של המוח.

המחקר, שפורסם בכתב העת Nature ונערך בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת רוקפלר, ביקש לחשוף כיצד יכולתו של המוח לאחסן ולעבד מידע, המכונה זיכרון עבודה, משתפרת על ידי אימון.

כדי לבדוק זאת, החוקרים ביקשו מעכברים לזהות ולזכור רצף של ריחות במשך שבועיים. החוקרים עקבו אחר הפעילות העצבית של בעלי החיים בזמן שביצעו את המשימה, באמצעות מיקרוסקופ חדש שנבנה בהתאמה אישית כדי לצלם את הפעילות התאית של עד 73,000 נוירונים בו זמנית על פני כל קליפת המוח.

המחקר מצא שינויים במעגלי זיכרון העבודה הממוקמים בקליפת המוח המוטורית המשנית כאשר העכברים חזרו על המשימה לאורך זמן. כאשר העכברים החלו ללמוד את המשימה לראשונה, ייצוגי הזיכרון היו לא יציבים. אך לאחר תרגול חוזר של המשימה, דפוסי הזיכרון החלו להתייצב, או "להתגבש", אמר ד"ר פיימן גולשני, המחבר הראשי והנוירולוג מ-UCLA Health.

השפעת עיכוב אופטוגנטי על ביצועי משימות זיכרון עבודה (WM).
א. מערך ניסויי.
ב. סוגי ניסויים במשימת WM עם שילוב מאוחר; ליקוקים הוערכו במהלך תקופת הבחירה של 3 שניות, כאשר סומנו תקופות עיכוב מוקדמות ומאוחרות.
ג. התקדמות למידה לאורך שמונה מפגשים, הנמדדת באחוז התשובות הנכונות.
ד. דוגמה למושב אימון, כאשר סומנו ליקוקים.
ה. השפעת פוטו-אינביציה על ביצועי המשימה לאורך תקופות (שנייה רביעית של תקופת העיכוב, P = 0.009; שנייה חמישית של תקופת העיכוב, P = 0.005; ריח שני, P = 0.0004; שנייה ראשונה של תקופת הבחירה, P = 0.0001). ניתוח סטטיסטי בוצע באמצעות מבחני t מזווגים.
ו. פוטו-אינביציה של M2 ב-2 השניות האחרונות של תקופת העיכוב במהלך 7 הימים הראשונים של האימון פוגעת בביצועי המשימה. n = 4 (עכברים המבטאים stGtACR2) ו-n = 4 (עכברים המבטאים mCherry). ערכי P שנקבעו על ידי מבחני t דו-מדגימיים עבור מפגשים 1-10 היו כדלקמן: P1 = 0.8425, P2 = 0.4610, P3 = 0.6904, P4 = 0.0724, P5 = 0.0463, P6 = 0.0146, P7 = 0.0161, P8 = 0.7065, P9 = 0.6530, ו-P10 = 0.7955. עבור c, e ו-f, הנתונים מוצגים כממוצע ± sem NS, לא מובהק; *P ≤ 0.05, **P ≤ 0.01, ***P ≤ 0.001, ****P ≤ 0.0001.
מקור: Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07425-w

"אם תדמיינו שכל נוירון במוח נשמע כמו תו בודד, המנגינה שהמוח יצר בעת ביצוע המשימה השתנתה מיום ליום, אך לאחר מכן הפכה מעודנת ודומה יותר ויותר ככל שהחיות המשיכו לתרגל את המשימה", אמר גולשני.

שינויים אלה מספקים תובנה מדוע הביצועים הופכים מדויקים ואוטומטיים יותר עם תרגול חוזר.

"תגלית זו לא רק מקדמת את הבנתנו את הלמידה והזיכרון, אלא גם בעלת השלכות על טיפול בבעיות הקשורות לפגיעה בזיכרון", אמר גולשני.

העבודה בוצעה על ידי ד"ר אראש בלפארד, מדען בפרויקט ב-UCLA, בשיתוף פעולה הדוק עם קבוצתו של ד"ר אליפשה וזירי באוניברסיטת רוקפלר.